오늘 우리 회의는 물질의 놀라운 속성인 중력(중력)에 전념합니다. 지구의 중력은 우리가 인지하지 못할 정도로 너무나 익숙하고 자연스럽습니다. 하지만 우리는 중력에 대해 무엇을 알고 있나요?

그것이 어떻게 발생하는지, 무엇에 의존하는지, 어떻게 나타나는지 알아 봅시다.

중력

우주의 모든 물체의 상호 매력열려있었습니다. 이 인력을 중력 상호 작용이라고합니다.

그는 또한 상호 작용하는 물체의 질량과 물체 사이의 거리에 대한 이러한 힘의 의존성을 확립했습니다.

물체의 질량이 클수록 끌어당기는 힘도 커집니다. 그러나 거리가 멀어지면 감소합니다.

우리 지구인에게는 지구의 중력이 특히 중요합니다. 지구가 물체를 자기 쪽으로 끌어당기는 힘을 일반적으로 중력이라고 합니다.

지구 표면으로부터의 거리에 따라 감소하며 항상 지구 중심을 향합니다. 그건 지구본은 물질적 점처럼 외부 물체를 끌어당깁니다.우리 행성은 극(약 27km)에서 약간 평평하며 이 지점의 중력은 적도나 다른 위도의 중력보다 약간 높습니다. 따라서 산 꼭대기의 중력은 산기슭보다 약간 작습니다.

이 힘을 표시하기 위해 무거운 기호 F가 사용됩니다.

체중, 무중력

따라서 중력은 신체와 지구 간의 상호 작용의 결과입니다. 하지만 일상생활에서 우리는 체중이라는 개념을 자주 사용합니다. 이 값이 무엇인지 알아봅시다.

이를 위해 정신적으로 우리 자신을 고정된 엘리베이터로 이동시켜 봅시다. 승객 P의 무게는 중력과 같습니다(P = F 중력). 가속도에 따라 상승하는 엘리베이터에서는 중력은 일정하지만 무게는 증가하기 시작합니다. 이것은 지지대, 즉 바닥의 압력이 증가하는 것으로 느껴집니다. 엘리베이터가 하강하며 점차 속도가 느려집니다. 지원 압력이 낮아질 것입니다. 중력이 동일하게 유지되면 무게는 감소합니다.

... 젖은 모래나 눈 위에 인간, 동물 또는 차량이 남긴 흔적은 이러한 신체가 지지대에 작용하는 것을 정확하게 확인합니다.

체중은 정지된 물체가 지지대에 작용하거나 서스펜션을 늘리는 힘입니다.

기억해야 할 것은 중력은 물체의 중심에 가해지고 무게는 지지대나 서스펜션에 가해집니다.

지지대나 서스펜션이 사라지면 체중은 어떻게 되나요? 몸이 자유롭게 떨어지기 시작합니다. 그리고 더 이상의 움직임에 대한 저항이 사라지므로 몸의 무게는 0이 됩니다. 자유낙하하는 물체의 경우 무중력 상태가 발생합니다.

낙하산이 펴지기 전에 무중력으로 비행하는 낙하산병, 가장 높은 지점을 통과한 후 롤러코스터를 타는 방문객, 그리고 일반적으로 위로 점프할 때마다 착륙하기 전 몇 초 동안 무중력 상태가 됩니다.

하지만 우주 비행사는 왜 무중력 상태를 경험합니까?우주선의 엔진을 끈 후 궤도에 있습니까? 지구와 상호 작용하는 이러한 우주 물체는 자유 낙하하는 경향이 있지만 수평 속도가 너무 빨라(약 8km/s) 궤도에 떨어지거나 날아갈 수 없습니다. 이는 지구 주위를 계속 회전하는 것을 의미합니다.

아르키메데스 힘이 체중에 미치는 영향

지금까지 우리는 공기가 없는 환경에서 상호작용이 일어난다는 점을 고려하여 중력의 발현을 고려했습니다. 가스나 액체의 존재가 체중에 어떤 영향을 미치나요?

이 질문에 대한 답은 고대 그리스의 가장 합당한 아들 중 한 명인 기원전 3000년 아르키메데스가 제공했습니다.

과학자는 신체와 매체(액체 또는 기체)의 상호 작용의 결과로 수직 위쪽으로 향하는 부력이 나타난다고 주장했습니다. 그 수치는 신체가 대체한 유체의 무게와 같습니다.

액체나 기체 속에서 물체의 무게는 부력만큼 항상 진공 상태에서 물체의 무게보다 작습니다.

물체가 바닥까지 밀폐되어 있으면 아르키메데스 힘이 발생하지 않습니다.

무게

우리는 이미 무게의 개념을 잘 알고 있습니다. 질량에 대해 이야기해 봅시다:

• 처음에 질량은 신체에 포함된 물질의 양으로 이해되었습니다.
• 그런 다음 관성과의 연결이 확립되었습니다. 질량이 클수록 신체는 더 비활성입니다.
• 또한 신체의 중력 특성을 결정합니다. 질량이 큰 물체일수록 중력이 더 큽니다.
• 주어진 몸체의 질량은 지구와 달 또는 다른 행성에서 모두 동일합니다. 지리적 위도에 의존하지 않습니다.
• 문자 m은 이를 표시하는 데 사용되며 kg 단위로 측정됩니다.

다른 힘과 마찬가지로 무게도 뉴턴(N)으로 측정됩니다. 체질량과 체중을 연결하는 공식이 있습니다.

여기서 g는 자유낙하의 가속도이다.

자유 낙하

떨어지는 시체 이탈리아 과학자 갈릴레오가 연구했습니다.그는 피사시에 위치한 매우 높은 경사 탑에서 시체를 던지는 시체의 움직임을 관찰했습니다. 도시 이름을 따서 높이 55m의 이 탑을 피사의 사탑이라고 불렀습니다.

갈릴레오는 80kg짜리 포탄과 작은 금속구를 동시에 떨어뜨렸다. 그들은 거의 동시에 땅에 닿았습니다. 과학자는 공이 동시에 착지하지 못하는 유일한 이유는 공기 저항 때문이라고 결론지었습니다.

중력의 영향을 받아 공기가 없는 공간에서 물체가 떨어지는 것을 자유 낙하라고 합니다.

지상 조건에서는 이 현상을 대략적으로만 관찰할 수 있습니다. 왜냐하면 대기는 자유 낙하하는 신체에 장애물입니다.

이 움직임으로 인해 낙하하는 물체의 속도는 1초마다 9.81m/s씩 증가합니다.

즉, 자유낙하의 가속도 g = 9.81m/장소의 지리적 위도 변화에 따라 약간만 변경됩니다. 계산에서는 g = 10m/s 2 가 사용되는 경우가 많습니다.

중력이 6배 작은 달에서는 g = 1.6 m/s 2 입니다.

이제 "붉은 행성"인 화성에 대한 매우 활발한 연구가 진행되고 있습니다. 그 질량은 우리 고향 행성의 질량보다 거의 10배 적습니다. 몸무게도 10배는 줄어들 것 같습니다. 그러나 화성의 반경은 지구의 반경보다 거의 2배 작으며, 이로 인해 중력이 거의 4배 증가합니다. 결국 중력은 물론이고 몸의 무게도 지구 중력의 1/3에 불과하게 됩니다.

이것이 바로 모든 행성에 있는 물체의 중력을 알아내는 방법입니다. 지구에서 체중이 80kg인 우주비행사의 체중이 거대 행성 목성에서는 161.2kg이라고 가정해 보겠습니다.

중력의 순간

모든 신체에는 무게 중심.정신적으로 몸을 매달아도 원래 위치를 유지합니다. 예를 들어, 공의 무게 중심은 기하학적 중심에 있습니다. 무게 중심이 낮을수록 신체 위치가 더 안정적입니다. 그러므로 산을 내려오는 스키어는 약간 스쿼트를 한다. 따라서 무게 중심이 아래쪽으로 이동하여 안정성이 향상됩니다.

물리학 법칙과 잘 알려진 텀블러 장난감에 "익숙합니다". 아래쪽에 무게추가 붙어있기 때문에 무게중심이 아래쪽에 있습니다. 그리고 이 장난감이 옆으로 조금만 벗어나도 무게 중심이 높아집니다. 중력은 신체의 수직 위치를 복원하는 토크를 생성합니다.

중력의 순간은 중력과 이 힘의 팔의 곱입니다.

M= F 코드 L=mgL,

어디
M - 중력의 순간;
L은 이 힘의 어깨 부분, 즉 힘을 가하는 선과 회전 중심 사이의 수직선입니다.
토크 측정 단위는 1Nm입니다.

자동차나 선박에 화물을 실을 때는 항상 가능한 한 낮게 놓으십시오. 이는 안정성을 보장하고 화물 운송이 뒤집히는 것을 방지합니다.

중력의 일

자유 낙하하는 신체가 작동합니까? 예를 들어, 우주 깊은 곳에서 우리에게 날아온 운석, 나뭇가지에서 떨어진 사과, 쏟아지는 폭포 등이 있습니다.

신체 위치가 수직으로 변하면 무게 중심이 낮아지거나 높아집니다. 중력은 작용한다

여기서 mg = F 무겁습니다.

몸이 내려가면 일은 긍정적이고, 올라가면 부정적이다. 닫힌 경로에서 물체를 수직으로 위쪽으로 던진 후 자유롭게 낙하하여 원점으로 돌아올 때 일은 0입니다.

결론

중력은 인간과 동물이 육지 생활에 적응하는 데 큰 역할을 했습니다. 중력 덕분에 우리는 우주로 날아가는 것이 아니라 지구 위를 걷는다. 그것은 세계 해양의 행성과 물의 대기를 담고 있습니다. 우리는 태양계의 행성과 위성의 움직임에 빚지고 있습니다.

지구의 중력에 대한 우리의 지식은 끝났습니다. 수세기 동안 사람들은 세상의 속박에서 벗어나는 방법을 찾고 있었습니다. 반중력의 비밀은 아직 밝혀지지 않았습니다.

그러나 인류는 지구의 중력을 극복하고 우주 탐사에서 환상적인 성공을 거두었습니다.

이 메시지가 당신에게 도움이 되었다면 만나서 반갑습니다.

무중력이란 무엇입니까? 떠다니는 컵, 하늘을 날고 천장을 걸을 수 있는 능력, 가장 거대한 물체도 쉽게 움직일 수 있는 능력 등이 이 물리적 개념에 대한 낭만적인 아이디어입니다.

우주비행사에게 무중력이 무엇인지 물어보면 그는 정거장에 탑승한 첫 주 동안 그것이 얼마나 어려운지, 그리고 돌아온 후 중력 조건에 익숙해지고 회복하는 데 얼마나 걸리는지 알려줄 것입니다. 물리학자는 아마도 그러한 뉘앙스를 생략하고 공식과 숫자를 사용하여 수학적 정확성으로 개념을 밝힐 것입니다.

정의

문제의 과학적 본질을 밝혀 현상에 대한 친분을 시작합시다. 물리학자들은 무중력을 신체의 움직임이나 신체에 작용하는 외부 힘이 서로에 대한 입자의 상호 압력으로 이어지지 않는 신체 상태로 정의합니다. 후자는 물체가 움직이거나 정지할 때 항상 지구에서 발생합니다. 중력과 물체가 위치한 표면의 반대 방향 반응에 의해 눌려집니다.

이 규칙의 예외는 중력이 신체에 전달하는 속도로 떨어지는 경우입니다. 이러한 과정에서는 입자끼리 서로 압력이 가해지지 않아 무중력이 나타난다. 물리학에서는 우주선에서, 때로는 비행기에서 일어나는 현상도 같은 원리에 기초하고 있다고 말합니다. 이러한 장치가 어떤 방향으로든 일정한 속도로 움직이고 자유 낙하 상태에 있을 때 무중력 상태가 나타납니다. 인공위성을 사용하거나 발사체를 사용하여 궤도에 진입합니다. 이는 장치가 자체 엔진을 끈 후에도 유지되는 특정 속도를 제공합니다. 이 경우 선박은 중력의 영향을 받아 움직이기 시작하고 무중력이 발생합니다.

집에서

우주 비행사의 비행 결과는 여기서 끝나지 않습니다. 지구로 돌아온 후 그들은 한동안 중력에 다시 적응해야 합니다. 비행을 마친 우주 비행사에게 무중력이란 무엇입니까? 우선, 습관입니다. 일정 기간 동안 의식은 여전히 ​​중력이 존재한다는 사실을 받아들이기를 거부합니다. 그러다 보니 우주비행사가 테이블 위에 컵을 올려두지 않고 그냥 놓아두었다가 바닥에 접시 깨지는 소리가 들리고 나서야 실수를 깨닫는 경우가 많다.

영양물 섭취

유인 비행 주최자의 어렵고 동시에 흥미로운 작업 중 하나는 무중력의 영향으로 신체에서 쉽게 소화할 수 있는 음식을 우주비행사에게 편리한 형태로 제공하는 것입니다. 첫 번째 실험은 승무원들 사이에서 큰 열정을 불러일으키지 못했습니다. 이와 관련하여 대표적인 사례는 미국 우주비행사 존 영(John Young)이 엄격한 금지에도 불구하고 샌드위치를 ​​기내로 가져왔지만 규정을 더 이상 위반하지 않기 위해 먹지 않은 경우입니다.

오늘날 다양성에는 문제가 없습니다. 러시아 우주 비행사가 먹을 수 있는 요리 목록에는 250가지 항목이 포함되어 있습니다. 때로는 역으로 출발하는 화물선에서 승무원이 주문한 신선한 식사를 배달하기도 합니다.

다이어트의 기본은 모든 액체 요리, 음료 및 퓨레가 알루미늄 튜브에 포장되어 있다는 것입니다. 제품의 포장 및 포장은 무중력 상태에서 떠다니며 누군가의 눈에 들어갈 수 있는 부스러기가 보이지 않도록 설계되었습니다. 예를 들어, 쿠키는 아주 작게 만들어지고 입안에서 녹는 껍질로 덮여 있습니다.

친숙한 환경

ISS와 같은 정거장에서는 모든 조건을 지구에 익숙한 환경으로 가져오려고 노력합니다. 여기에는 메뉴의 국가 요리, 신체 기능과 장비의 정상적인 작동에 필요한 공기 이동, 바닥과 천장 지정까지 포함됩니다. 후자는 오히려 심리적인 의미를 갖는다. 무중력 상태의 우주 비행사는 어떤 위치에서 작업할지 신경 쓰지 않지만 조건부 바닥과 천장을 할당하면 방향 상실 위험이 줄어들고 더 빠른 적응이 촉진됩니다.

무중력은 모든 사람이 우주비행사로 받아들여지지 않는 이유 중 하나입니다. 역 도착 시와 지구로 돌아온 후의 적응은 순응과 유사하며 여러 번 향상되었습니다. 건강이 좋지 않은 사람은 그러한 하중을 견디지 못할 수도 있습니다.

무게는 신체가 표면, 지지대 또는 서스펜션에 작용하는 힘입니다. 무게는 지구의 중력 때문에 발생합니다. 수치적으로 무게는 중력과 같지만 중력은 몸체의 질량중심에 작용하고 무게는 지지대에 작용한다.

무중력 - 무게가 0인 경우는 중력이 없는 경우, 즉 신체가 자신을 끌어당길 수 있는 거대한 물체로부터 충분히 떨어져 있는 경우에 발생할 수 있습니다.

국제우주정거장은 지구에서 350km 떨어진 곳에 있다. 이 거리에서 중력 가속도(g)는 8.8m/s2로, 이는 지구 표면보다 10%만 작습니다.

이것은 실제로는 거의 볼 수 없습니다. 중력 영향은 항상 존재합니다. ISS의 우주비행사들은 여전히 ​​지구의 영향을 받지만 거기에는 무중력 상태가 있습니다.

무중력의 또 다른 경우는 중력이 다른 힘에 의해 보상될 때 발생합니다. 예를 들어, ISS는 중력의 영향을 받으며 거리로 인해 약간 감소하지만 스테이션도 탈출 속도로 원형 궤도로 움직이며 원심력이 중력을 보상합니다.

지구상의 무중력

무중력 현상은 지구에서도 가능합니다. 가속의 영향으로 체중이 감소하거나 심지어 마이너스가 될 수도 있습니다. 물리학자들이 제시한 전형적인 예는 떨어지는 엘리베이터입니다.

엘리베이터가 가속도에 따라 아래로 이동하면 엘리베이터 바닥에 가해지는 압력이 감소하므로 무게도 감소합니다. 또한, 가속도가 중력가속도와 같을 경우, 즉 엘리베이터가 추락하면 물체의 무게는 0이 됩니다.

엘리베이터 이동 가속도가 중력 가속도를 초과하면 음의 무게가 관찰됩니다. 내부 몸체는 객실 천장에 "고착"됩니다.

이 효과는 우주 비행사 훈련에서 무중력을 시뮬레이션하는 데 널리 사용됩니다. 훈련실을 갖춘 항공기는 상당한 높이까지 올라갑니다. 그런 다음 탄도 궤적을 따라 아래로 내려갑니다. 실제로 기계는 지구 표면에서 수평을 유지합니다. 11,000미터 상공에서 다이빙할 때 훈련에 사용되는 40초의 무중력 상태를 얻을 수 있습니다.

그러한 사람들이 무중력을 달성하기 위해 "네스테로프 루프"와 같은 복잡한 수치를 수행한다는 오해가 있습니다. 실제로, 복잡한 조종이 불가능한 개조된 생산 여객기가 훈련에 사용됩니다.

신체적 표현

낙하하는 몸체 또는 잠수하는 항공기 등 지지체의 가속 이동 중 무게(P)에 대한 물리적 공식은 다음과 같습니다.

여기서 m은 체질량이고,
g - 자유 낙하 가속도,
a는 지원의 가속도입니다.

g와 a가 같을 때 P=0, 즉 무중력 상태가 됩니다.

이전 수업에서 우리는 만유인력이 무엇인지, 그리고 그 특별한 경우, 즉 지구에 있는 물체에 작용하는 중력에 대해 논의했습니다.

중력은 지구 표면이나 다른 천체 근처에 위치한 물질에 작용하는 힘입니다. 중력은 우리 삶에서 중요한 역할을 합니다. 왜냐하면 우리를 둘러싼 모든 것이 중력의 영향을 받기 때문입니다. 오늘 우리는 중력과 가장 흔히 연관되는 또 다른 힘을 살펴보겠습니다. 이 힘은 체중입니다. 오늘 수업의 주제 :“체중. 무중력"

몸체의 위쪽 가장자리에 가해지는 탄성력의 작용으로 이 몸체도 변형되고 몸체의 변형으로 인해 또 다른 탄성력이 발생합니다. 이 힘은 스프링의 하단 가장자리에 적용됩니다. 또한 스프링의 탄성력과 크기가 동일하며 아래쪽을 향합니다. 우리가 무게라고 부르는 것은 신체의 탄성력입니다. 즉, 신체의 무게가 스프링에 가해져 아래쪽으로 향합니다.

스프링에 대한 몸체의 진동이 사라지면 시스템은 몸체에 작용하는 힘의 합이 0이 되는 평형 상태에 도달합니다. 이는 중력의 크기가 스프링의 탄성력과 크기가 같고 방향이 반대라는 것을 의미합니다(그림 2). 후자는 우리가 이미 알고 있듯이 신체의 무게와 크기가 같고 방향이 반대입니다. 이는 중력의 크기가 신체의 무게와 동일하다는 것을 의미합니다. 이 비율은 보편적이지 않지만 이 예에서는 공평합니다.

쌀. 2. 무게와 중력()

위의 공식은 중력과 무게가 같은 것이라는 의미는 아닙니다. 이 두 힘은 성격이 다릅니다. 무게는 신체 측면에서 서스펜션에 가해지는 탄성력이고, 중력은 지구 측면에서 신체에 가해지는 힘입니다.

쌀. 3. 서스펜션과 지지대에 가해지는 신체의 무게와 중력 ()

체중의 몇 가지 특징을 알아 보겠습니다. 무게는 신체가 지지대를 누르거나 서스펜션을 늘리는 힘입니다. 따라서 신체가 지지대에 매달리지 않거나 고정되지 않으면 무게는 0이 됩니다. 이 결론은 우리의 일상 경험과 모순되는 것 같습니다. 그러나 상당히 공정한 물리적 예가 있습니다.

몸체가 매달린 스프링이 풀리고 자유롭게 떨어지면 동력계 표시기에 0 값이 표시됩니다(그림 4). 그 이유는 간단합니다. 부하와 동력계는 동일한 가속도(g)와 동일한 0 초기 속도(V 0)로 움직이기 때문입니다. 스프링의 하단은 하중과 동기하여 움직이는 반면 스프링은 변형되지 않으며 스프링에 탄성력이 발생하지 않습니다. 결과적으로 몸의 무게인 역탄성력이 존재하지 않게 되는데, 즉 몸에는 무게가 없거나, 무중력 상태가 된다.

쌀. 4. 몸체가 매달려 있는 스프링의 자유 낙하()

무중력 상태는 지상 조건에서 중력이 모든 신체에 동일한 가속도, 소위 중력 가속도를 부여한다는 사실로 인해 발생합니다. 이 예에서는 하중과 동력계가 동일한 가속도로 움직인다고 말할 수 있습니다. 중력이나 만유인력만이 물체에 작용한다면, 이 물체는 무중력 상태에 있습니다. 이 경우 신체의 무게만 사라지고 이 신체에 작용하는 중력은 사라지지 않는다는 점을 이해하는 것이 중요합니다.

무중력 상태는 이국적이지 않습니다. 많은 분들이 이를 자주 경험하셨습니다. 어떤 높이에서든 튀거나 점프하는 사람은 착지 순간까지 무중력 상태에 있습니다.

동력계와 스프링에 부착된 몸체가 약간의 가속도를 가지고 아래쪽으로 이동하지만 자유롭게 떨어지지 않는 경우를 생각해 보겠습니다. 동력계 판독값은 고정 하중 및 스프링이 있는 판독값에 비해 감소합니다. 이는 체중이 정지 상태일 때보다 감소했음을 의미합니다. 이렇게 감소한 이유는 무엇입니까? 뉴턴의 제2법칙을 바탕으로 수학적 설명을 해보자.

쌀. 5. 체중의 수학적 설명 ()

두 가지 힘이 신체에 작용합니다. 아래쪽으로 향하는 중력과 위쪽으로 향하는 스프링의 탄성력입니다. 이 두 힘은 신체에 가속도를 부여합니다. 운동 방정식은 다음과 같습니다.

모든 힘이 수직으로 향하기 때문에 y축(그림 5)을 선택하겠습니다. 하나의 축이면 충분합니다. 항을 투영하고 전달한 결과, 탄성력 계수는 다음과 같습니다.

ma = mg - F 제어

F 제어 = mg - ma,

방정식의 왼쪽과 오른쪽에는 뉴턴의 제2법칙에 지정된 힘이 y축에 투영된 값이 있습니다. 정의에 따르면 물체의 절대 중량은 용수철의 탄성력과 동일하며, 그 값을 대입하면 다음과 같은 결과를 얻습니다.

P = F 제어 = mg - ma = m(g - a)

신체의 무게는 신체 질량과 가속도 차이의 곱과 같습니다. 결과 공식에서 신체의 가속도 계수가 중력 가속도 계수보다 작으면 신체의 무게는 중력, 즉 가속도로 움직이는 신체의 무게보다 작다는 것이 분명합니다. 속도는 휴식 중인 신체의 무게보다 작습니다.

체중이 실린 물체가 빠르게 위쪽으로 움직이는 경우를 생각해보자(그림 6).

동력계 바늘은 정지 상태의 부하보다 더 큰 체중 값을 표시합니다.

쌀. 6. 체중을 실은 몸이 빠르게 위쪽으로 움직인다()

물체는 위쪽으로 움직이고 가속도는 같은 방향을 향하므로 가속도 투영의 부호를 y축으로 변경해야 합니다.

공식을 통해 이제 신체의 무게가 중력보다 크다는 것, 즉 정지 상태의 신체 무게보다 크다는 것이 분명해졌습니다.

가속된 움직임으로 인해 체중이 증가하는 것을 과부하라고 합니다..

이는 스프링에 매달린 몸체뿐만 아니라 지지대 위에 장착된 몸체에도 해당됩니다.

가속 운동 중에 신체가 변하는 예를 생각해 봅시다(그림 7).

자동차는 볼록한 궤적, 즉 곡선 궤적을 따라 다리를 따라 이동합니다. 우리는 다리의 모양을 원호로 간주할 것입니다. 운동학을 통해 우리는 자동차가 구심 가속도로 움직인다는 것을 알고 있으며, 그 크기는 속도의 제곱을 다리의 곡률 반경으로 나눈 것과 같습니다. 최고점에 도달하는 순간 이 가속도는 수직 방향으로 아래쪽을 향하게 됩니다. 뉴턴의 제2법칙에 따르면 이러한 가속도는 중력과 지면 반력의 합력에 의해 자동차에 전달됩니다.

수직 위쪽을 향하는 좌표축 y를 선택하고 선택한 축에 투영하여 이 방정식을 작성하고 값을 대체하고 변환을 수행해 보겠습니다.

쌀. 7. 자동차의 가장 높은 지점 ()

뉴턴의 제3법칙에 따르면 자동차의 무게는 지지 반력()의 모듈러스와 동일하지만, 자동차의 무게의 모듈러스는 중력보다 작습니다. 정지된 자동차의 무게.

지구에서 발사되면 로켓은 가속도 a=20 m/s 2 로 수직 위쪽으로 이동합니다. 질량이 m=80kg이라면 로켓 객실에 있는 우주비행사 조종사의 무게는 얼마입니까?

로켓의 가속도가 위쪽을 향한다는 것은 매우 명백하며 이를 해결하려면 과부하가 있는 경우에 대한 체중 공식을 사용해야 합니다(그림 8).

쌀. 8. 문제에 대한 그림

지구에 대해 정지해 있는 물체의 무게가 2400N이라면 그 질량은 240kg입니다. 즉, 우주비행사는 실제보다 3배 더 무겁게 느낀다는 점에 유의해야 합니다.

우리는 체중의 개념을 분석하고 이 양의 기본 특성을 알아냈으며 가속도에 따라 움직이는 신체의 무게를 계산할 수 있는 공식을 얻었습니다.

물체가 수직으로 아래쪽으로 이동하고 가속도 계수가 중력 가속도보다 작으면 물체의 무게는 정지된 물체의 무게 값에 비해 감소합니다.

신체가 빠른 속도로 수직 위쪽으로 이동하면 무게가 증가하고 신체에 과부하가 발생합니다.

서지

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. 물리학(기본 수준) - M.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. 물리학 10학년. - M .: Mnemosyne, 2014.
3. 키코인 I.K., 키코인 A.K. 물리학 - 9, 모스크바, 교육, 1990.

숙제

1. 체중을 정의합니다.
2. 체중과 중력의 차이는 무엇입니까?
3. 무중력 상태는 언제 발생합니까?

1. 인터넷 포털 Physics.kgsu.ru ().
2. 인터넷 포털 Festival.1september.ru ().
3. 인터넷 포털 Terver.ru ().

우리 모두는 무중력에 대해 들어본 적이 있습니다. 우리는 이 단어를 들을 때 우주정거장 내부를 자유롭게 떠다니는 우주비행사를 상상합니다. 겉으로는 간단해 보이는 질문에 답해 봅시다. 이 무중력이란 무엇입니까?
WEIGHTNESS, 즉 몸에 무게가 부족합니다. 즉, 무중력이 무엇인지 정확하게 이해하기 위해서는 체중이 무엇인지 명확히 이해해야 한다.

무게- 중력장에서 발생하는 추락을 방지하기 위해 지지대(또는 서스펜션 또는 기타 고정 유형)에 작용하는 신체의 힘. 다음 표현식으로 결정됩니다.

P = mg, 어디:

아르 자형- 체중, 중- 체질량, g - 자유낙하 가속도.

무게의 값은 지구 표면 위의 높이와 회전으로 인해 측정 지점의 지리적 좌표에 따라 달라지는 중력 가속도에 비례합니다.

시스템이 움직일 때 몸체는 가속도가 있는 관성 기준계에 대한 지지대(또는 서스펜션)입니다. ㅏ무게는 이 몸체에 작용하는 중력과 더 이상 일치하지 않습니다.

P = m(g - a)

지구의 자전으로 인해 위도 방향으로 무게가 감소합니다. 적도에서는 극지방보다 무게가 약 0.3% 감소합니다.

또한 뉴턴의 제3법칙에 따르면 신체가 지지대(현탁액)에 작용할 뿐만 아니라 지지대(현탁액)도 신체에 다음과 같은 힘으로 작용한다는 점에 유의해야 합니다. 지지대의 반력(서스펜션). 이 힘은 수치적으로 물체의 무게와 동일하며 중력 작용의 반대 방향으로 향합니다. 그런 다음 크기가 같고 방향이 반대인 두 개의 힘이 신체에 작용합니다. 즉, 그 합력은 0입니다. 이는 신체가 정지 상태이거나 균일하고 직선적으로 움직인다는 것을 의미합니다.

이는 무중력 상태(무게가 부족한 상태)를 의미합니다. 결석한중력 인력, 다른 질량 힘의 작용, 특히 신체의 가속 운동 중에 발생하는 관성력과 관련하여 발생하는 지지체(또는 서스펜션)와 신체의 상호 작용 힘.

그러면 몸체와 지지대가 모두 중력장에 떨어지면 어떻게 될지 생각해 봅시다. 그러면 지지대와 몸체가 모두 같은 속도로 움직이기 때문에 몸체는 질량으로 이 지지대를 누르지 않습니다. 즉, 몸체에 작용하지 않습니다. 즉, 몸체의 무게(지지대에 작용하는 힘)는 0입니다. 실제로 어디에서 관찰할 수 있나요? 케이블이 찢어져 통로 아래로 자유롭게 떨어지는 엘리베이터 카를 상상해 봅시다. 객실과 승객 모두 동일한 가속도로 움직입니다. g = 9.8m/초 2. 그러면 승객은 엘리베이터 바닥에 영향을 미치지 않습니다. 즉, 무중력 상태를 경험하게 됩니다. 그러면 그는 엘리베이터 객실 공간에서 자유롭게 떠다닐 수 있을 것입니다. 당연히 이 실험은 대개 피험자의 죽음으로 이어진다. 그러나 더 일반적인 상황이 있습니다. 엘리베이터가 막 아래로 움직이기 시작하면(즉, 가속된 속도로 움직이며 정상 속도로 올라감) 몸은 아직 이 속도에 도달하지 않았고 바닥을 거의 누르지 않으므로 무게가 거의 없다는 의미입니다. 그런 다음 엘리베이터가 가속되고 고르게 움직일 때 당신도 고르게 움직이므로 평소와 같이 지지대 (엘리베이터 바닥)를 몸으로 누르십시오. 이는 무중력 상태가 없음을 의미합니다.

지구 궤도를 도는 우주선의 비행은 지구에 끊임없이 떨어지는 것 이상입니다. 간단히 말해서, 장치는 매우 빠른 속도(약 8km/초)로 궤도를 따라 이동하고 지구로(수직으로) 떨어지며, 구형 모양으로 인해 수평 방향으로 해당 거리를 이동할 수 있습니다. 지구, 표면까지의 거리는 줄어들지 않습니다. 몸은 넘어지지 않고 넘어진다. 역설? 현실!

즉, 우주선의 객실은 케이블에서 떨어진 것과 동일한 엘리베이터입니다. 그리고 그 안에 있는 모든 몸은 무중력 상태를 경험하게 될 것입니다. 그들은 우주선의 선실에서 자유롭게 떠다닐 것이며 몇 가지 흥미로운 효과가 나타날 것입니다. 이에 대해서는 다음 게시물 중 하나에서 논의하겠습니다.

지구에서 우주 비행사를 훈련시키기 위해 잠시 무중력 상태를 만들 수 있습니다. 특수 비행기는 쌍곡선 궤적을 따라 다이빙합니다. 즉, 실제로 비행기는 가속도 g로 떨어지고, 기내의 사람들도 동일한 가속도로 떨어집니다. 즉, 무중력 상태에 있는 것입니다. 이런 방식으로 약 1분 동안 무중력 상태를 만들 수 있으며, 그 후 비행기는 다이빙에서 상승으로 이동한 다음 다시 다이빙하고 모든 것이 다시 반복됩니다. 그래서 지구상에 무중력이 만들어질 수 있습니다.

그것을 이해하는 것이 매우 중요합니다. 무게그리고 무게엄밀히 말하면 신체는 같은 것이 아니지만 일상 생활에서는 신체의 질량을 말할 때 "무게"라는 개념이 자주 사용됩니다. 체중의 정의는 이미 위에 나와 있습니다. 그리고 물체의 질량은 관성의 척도입니다. 즉, 이 상태를 바꾸려고 하는 다른 물체에 노출되었을 때 정지 상태나 균일한 직선 운동을 유지하는 능력입니다. 신체의 상호 작용은 힘과 같은 양이 특징입니다. 몸에 힘이 가해질 때 에프, 가속도가 그에게 보고됩니다. ㅏ, 체중에 따라 중:

a = F/m.

물체의 질량이 클수록 가속도는 작아진다는 것을 알 수 있습니다 , 같은 크기의 힘으로 그에게 전달됩니다. 이것을 먼저 지구에서 테스트한 다음 우주선(무중력 상태)에서 테스트해 보면 이 규칙이 두 경우 모두에 적용된다는 것을 알 수 있습니다. 즉, 체질량과 체중은 같은 것이 아닙니다. 체중은 사라질 수 있지만 체중은 항상 동일하게 유지됩니다.사실, 상대론적 역학에서는 물체의 질량이 변할 수 있지만(무한대로 증가) 이것은 완전히 다른 이야기이지만 언젠가는 우리의 고려 대상이 될 것입니다.

그동안 또 뵙겠습니다. 끝까지 읽어주신 모든 분들께 감사드립니다. "멀티북"은 모든 사람에게 제공되는 것이 아니라 가장 호기심이 많은 사람에게만 제공되기 때문입니다.